Fibre de Zircone

Présentation de fibre de Zircone 

Les produits composés de fibres de zircone ont une résistance aux hautes températures et aux agents chimiques très élevée. La fibre de zircone a la conductivité thermique la plus faible de tous les produits fibreux réfractaires disponibles sur le marché. La température d’utilisation maximale est de 2200°C, la fusion débute à 2500°C (variation possible en fonction des produits). Les textiles sont constitués de fils monofilaments et sont dépourvus de tout liant organique.

Principales caractéristiques 

• Conduction thermique très faible
• Haute pureté
• Stabilité aux très hautes températures
• Fibre stabilisée avec 10% d’oxyde d’yttrium
  

Caractéristiques thermiques 

• Utilisation possible jusqu’à environ 2200 °C
• Point de fusion : 2500°C
• Excellente isolation thermique

Santé et sécurité

• Stockage possible comme produit non dangereux

Caractéristiques chimiques

• Très bonne résistance aux métaux fondus
• Pas de mouillage par les métaux en fusion : aluminium, acier, cuivre...
• Résistance aux acides minéraux en ébullition pour de courtes durées

Applications de fibre de Zircone

• Isolation thermique dans les fours de croissance de cristaux
• Filtration de gaz chaud
• Séparateur dans les batteries nickel/hydrogène
• Séparateur dans les piles à combustibles haute température
• Support de catalyseur
• Renfort pour matériaux ablatifs

La gamme de produits

• Feutre, tissu, fibre en vrac
• Tube avec liant silice
• Plaque, disque et tube
• Poudre

La mise en oeuvre

Nous sommes en mesure de réaliser tous les usinages nécessaires pour la fabrication de vos pièces et suivant vos plans. Nous vous proposons également de faire réaliser vos montages souples à base de tissu ou feutre dans notre atelier de confection. Nous pouvons évidemment participer à l’élaboration de la pièce : vous aider à choisir les matériaux et la forme de la pièce.

Tous nos moyens techniques nous permettent de réaliser des pièces prototypes ainsi que des pièces en série :

• Machine d’usinage conventionnel
• Machine d’usinage diamant
• Centre d’usinage numérique
• Atelier de pressage céramique
• Four de frittage
• Machine à coudre industrielle
• Table traçante numérique
• Table de découpe numérique
• Gabarit
• Système d’injection sur pièce souple
• Rivetage
• Collage
• ...

Présentation de feutre

La structure du feutre de zircone est un feutre « aiguilleté », qui conserve sa nature fibreuse jusqu'à 2480°C. La composition en zircone stabilisée avec environ 10% en poids d’oxyde d’yttrium, permet d'étendre les avantages de l'isolation fibreuse à des zones de température bien supérieures aux températures de fusion des matériaux d'isolation en silice et en alumine. Ces feutres sont fabriqués sans l’ajout de liant afin d’éviter l’addition de substances toxiques et pour ne pas diminuer la pureté du produit.

Composition chimique

Les types de feutre en zircone ZYF-50, ZYF-100 et ZYF-150 sont composés à 100 % de fibres de zircone de 4 à 6 microns de diamètre, stabilisées à l'oxyde d'yttrium et interverrouillés mécaniquement. Ces feutres sont constitués à 100% de fibres inorganiques et ne contiennent aucun liant. Ils ne subissent pas de changement de phase au cours des cycles de température et constituent des isolants thermiques très efficaces, utilisables à des températures supérieures à 1930°C. Les feutres disposent d'une faible surface d'adsorption et de pression de vapeur, garantissant ainsi un dégazage et une contamination faibles en cas d'utilisation à très haute température. Les feutres en zircone sont légers et très poreux. Ils peuvent être enduits de polymères, chargés de poudres inorganiques ou traités avec des colloïdes inorganiques pour être enrichis de propriétés particulières.

Les feutres en zircone type ZYF-100A sont identiques à ceux du type ZYF-100, à l’exception près qu’ils possèdent un taux de sodium plus faibles.

Le feutre en zircone de type ZYF-A2.13 est une version durcie du type ZYF-150, les fibres de zircone ayant subi un traitement de surface à l'alumine colloïdale, puis un nouveau frittage, puis un fraisage en bout afin de garantir une épaisseur très uniforme. Ce procédé permet d'obtenir une feuille de ZYF-A2.13 rigide.

Le feutre en zircone de type ZYF-S.75G est une version du type ZYF-100 chargée en poudre, physiquement remplie de 0,75 grammes de silice par gramme de ZYF. Ce produit chargé conserve un certain degré de flexibilité.

Le feutre en zircone de type ZYF-Z1.5G est une version du type ZYF-100 chargée en poudre, physiquement remplie de 1,5 gramme de zircone par gramme de ZYF. Ce produit est teinté en verre pour faciliter son identification.

Applications de feutre 

ZYF-50, ZYF-100 et ZYF-150

• Isolant thermique pour la croissance des cristaux
• Séparateur de cellules électrolytiques
• Support d’enfournement pour le frittage de poudres métalliques
• Support d’enfournement en contact avec le verre de quartz
• Bouclier thermique 

ZYF-100A

• Applications similaires à celles du type ZYF-100 mais pour des environnements sensibles au sodium

ZYF-A2.13

• Membrane de brûleur de diffusion pour les systèmes de chauffage à combustible
• Support d’enfournement pour le frittage sous vide

ZYF-S.75G & ZYF-Z1.5G

• Joint d’étanchéité dans les piles à combustibles

Avantages 

• Faible conductivité thermique
• Faible stockage de la chaleur
• Stabilité thermique extrêmement élevée
• Fibres stabilisées avec environ 10 % en poids d'oxyde d'yttrium
• Structure légère
• Résiste aux environnements corrosifs, oxydants et réducteurs
• Flexibles jusqu’à 1350°C
• Pas de dégazage

Données Techniques de feutre 

*1 - 2 % en poids d’oxyde d’hafnium sont naturellement présents dans la zircone et n'impactent pas les performances.

Références et formats disponibles

Le feutre de type ZYF peut être cimenté avec du ciment Zircar Zirconia de type ZR-CEM. Il peut être durci avec du durcisseur Zircar Zirconia de type ZR-RIG. 

D'autres revêtements ou enduits sont possibles en fonction de vos besoins. Pour plus d'informations veuillez nous contacter.

Présentation de tube avec liant silice

Les tubes Zircar Zirconia de type ZYC sont des structures rigides, réfractaires et autoportantes, composées de fibres de zircone stabilisées à l'oxyde d'yttrium et liées à la silice. Le matériau est lié uniformément, ce qui permet l'usinage de formes complexes à des tolérances élevées. Les tubes de type ZYC sont dotés d'une faible conductivité thermique et d'une bonne résistance aux chocs thermiques. Ils conviennent donc parfaitement pour les applications d'isolation thermique et de protection dans des conditions de températures très élevées et d'environnements sévères. Le ZYC dispose d'une bonne stabilité dimensionnelle jusqu'à 1650°C. Il ne contient aucun liant organique et ne produit ni fumée ni odeur lorsqu'il est chauffé.

Applications de tube avec liant silice

• Isolant pour fours à induction, les fours de pressage à chaud
• Isolation thermique dans le domaine de croissance des cristaux
• Recherche et développement dans les applications hautes températures

Données Techniques de tube avec liant silice

Présentation de plaque, disque et tube haute densité

Les plaques, disques et tubes de types FBD sont des structures haute résistance, uniformes, rigides et réfractaires composées de fibres de zircone stabilisées à l'oxyde d'yttrium. Le type FBD est le matériau à base de zircone le plus résistant et le plus stable de la gamme Zircar Zirconia. Ce produit à haute densité est idéal pour les applications d'isolation thermique et de protection dans des conditions de températures très élevées et dans des atmosphères variées. Le FBD est fritté à haute température et est fortement lié, ce qui garantit une utilisation quasiment exempte de poussière. Cette forte liaison permet un usinage avec des tolérances serrées.

Le FBD dispose d'une bonne stabilité dimensionnelle jusqu'à 2000°C et peut être utilisé à des températures plus élevées lorsqu'un frittage est toléré. Le FBD dispose d'une bonne résistance à chaud jusqu'à 1700°C et peut être utilisé comme support d'enfournement pour les charges égales à deux fois son propre poids jusqu'à cette température.

Ce produit est usinable avec de l’outillage conventionnel.

Applications de plaque, disque et tube haute densité

• Isolant autoportant dans les fours industriels fonctionnant à des températures allant jusqu'à 1700°C et comme isolant secondaire sur support dans les installations fonctionnant à des températures beaucoup plus élevées
• Gaine de protection dans les capteurs oxygène/carbone en zircone
• Utilisé dans des expériences de fusion du cœur d'un réacteur nucléaire

Données Techniques de plaque, disque et tube haute densité

Présentation de plaque, disque et tube

Les plaques, disques et tubes de type ZYFB sont des structures rigides et réfractaires composées de fibres de zircone stabilisées à l'oxyde d'yttrium. Ces produits sont spécialement conçus pour les applications d'isolation thermique dans des conditions de températures très élevées et dans les environnements sévères.

Ils sont frittés à haute température pour leur conférer une bonne stabilité dimensionnelle jusqu'à 1650°C. Ils disposent d'une bonne résistance à chaud jusqu'à 1400°C et peuvent être utilisés comme support d'enfournement pour les charges égales à deux fois leur propre poids jusqu'à cette température.

Ils sont disponibles en deux densités différentes :

• Le ZYFB-3 a une densité apparente de 0,48 g/cm³ et dispose d'une conductivité thermique extrêmement faible.
• Le ZYFB-6 a une densité apparente de 0,96 g/cm³ et possède une meilleure résistance mécanique que le ZYFB-3.

Ils sont usinables avec de l’outillage conventionnel.

Applications de plaque, disque et tube

• Isolant usinable haute température pour les fours de fusion du verre
• Ecran thermique haute température
• Isolant pour les aubes de turbines de réacteurs
• Support d’enfournement
• Utilisation en environnement corrosif

Données Techniques de plaque, disque et tube

Présentation de poudre

La poudre ZYP est une poudre ultra fine, hautement réactive, composée de zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium. Elle est disponible en deux tailles de surface spécifiques différentes : le type ZYP-30 a une surface spécifique de 25 à 35 m²/g, tandis que le type ZYP-55 a une surface spécifique de 50 à 60 m²/g. Le frittage des particules de poudre ZYP débute autour de 900°C et il est possible de créer des pièces céramiques en zircone approchant la densité théorique en utilisant du ZYP à seulement 1450°C.

Applications de poudre

• Filtration
• Fabrication de capteurs d’oxygène
• Revêtements de barrière thermique pour les turbines à gaz et les moteurs diesel
• Inhibiteur de croissance de grains pour les céramiques non-oxydes

Propriétés

• Stabilité environnementale extrêmement élevée
• Stabilisée avec 10% d’oxyde d’yttrium
• Faible température de frittage
• Pré-frittée et sans liant

Données Techniques de poudre

*1 - 2 % en poids d’oxyde d’hafnium sont naturellement présents dans la zircone et n'impactent pas les performances.

Présentation de fibre en vrac

La fibre de zircone en vrac de type ZYBF est une fibre de zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium qui est disponible sous trois formes différentes. La fibre polycristalline peut être moulée sous vide en éléments rigides, placée en vrac dans des cavités comme isolant ou ajoutée à des pièces céramiques ou à des revêtements pour servir de renforcement, tout en gardant leurs propriétés jusqu’à 2200°C. Les trois formes de ZYBF sont produites à l'aide du «Procédé Zircar», qui reproduit la structure physique brute d'une fibre organique précurseur dans une structure en fibre céramique. Généralement, ces fibres ont un diamètre de 6 à 10 microns et une surface extérieure dentelée.

Toutes nos fibres de zircone en vrac sont stabilisées avec environ 10 % en poids d'oxyde d'yttrium (Y₂O₃). Il stabilise la structure quadratique en empêchant la transformation de cristal monoclinique en cristal quadratique qui a lieu à1170°C dans la zircone pure non stabilisée ou insuffisamment stabilisée. Cette transformation indésirable provoque un changement de volume de l'ordre de 11 % au niveau de la taille de la cellule unitaire de cristal, ce qui risque d'engendrer des microfissures et une réduction de la résistance physique au niveau des solides en vrac.

La zircone stabilisée à l'oxyde d'yttrium est un semi-conducteur électrique à des températures élevées. Cette conductivité résulte des différentes valences de Zr⁺⁴ ionique et d’Y⁺³. L'électricité est conduite à des températures élevées (~700-800°C) car les ions d'oxygène sont incités à circuler à travers la structure en zircone stabilisée. Ce phénomène forme la base des capteurs d'oxygène à base de zircone.

Applications de fibre en vrac

• Moulage sous vide d’éléments rigides.
• Additifs dans les produits en fibre céramique moulées sous vide pour améliorer leur réfractarité.
• Complément au ciment en zircone de type ZR-CEM et utilisé comme revêtement ou comme mastic, comme jointure pour assembler deux surfaces différentes, pour réparer les fissures ou les ouvertures dans les murs de fours composés d'isolant en zircone.
• Isolant en vrac ou garniture de fours
• Isolant thermique dans de nombreuses applications de fours industriels. 

Avantages

• Faible conductivité thermique
• Fortement réfractaires
• Faible stockage de la chaleur
• Stabilité thermique extrêmement élevée
• Fibres stabilisées avec environ 10 % en poids d'oxyde d'yttrium
• Structure légère
• Résiste aux environnements corrosifs, oxydants et réducteurs.

Données Techniques de fibre en vrac

*1 à  2 % en poids d’oxyde d’hafnium sont naturellement présents dans la zircone et n'impactent pas les performances.

¹ Basé sur le volume des pores

² Basé sur la surface spécifique

Références et formats disponibles

Présentation de tissu

Les tissus en zircone de type ZYW sont des textiles composés de fibres de zircone stabilisées avec 10% en poids d'oxyde d'yttrium et qui offrent une résistance thermique et chimique extrême sous une forme flexible. Parmi tous les matériaux réfractaires de leur catégorie disponibles sur le marché, les tissus de type ZYW présentent la conductivité thermique la plus faible. Les tissus de type ZYW sont de véritables textiles, fabriqués à l'aide du procédé Zircar, lors duquel un tissu organique est converti en une réplique inorganique. Les tissus sont composés de monofilaments continus, interverrouillés mécaniquement pour former une structure tissée.

Les textiles céramiques ZYW sont résistants à des températures jusqu'à 2200°C et peuvent être utilisés comme séparateurs de batterie à haute énergie ainsi que pour l'isolation thermique dans les fours de croissance de cristaux, et la filtration de gaz chauds.

Applications de tissu

• Isolation thermique
• Bouclier thermique
• Séparateur de batteries et piles à combustibles
• Filtre pour gaz chauds
• Protection contre la corrosion
• Protection de fils, tubes et tuyaux

Avantages

• Faible conductivité thermique
• Porosité élevée
• Stabilité thermique extrêmement élevée
• Résistance exceptionnelle aux chlorures et carbonates de métal alcalin à l'état fondu jusqu'à 700°C
• Résistance aux hydroxydes de métaux alcalins à des températures allant jusqu'à 230°C
• Résistance aux acides inorganiques à leur point d'ébullition (de courte durée)
• Découpe sur mesure aisée

Résistance chimique

Les tissus (?) Zircar Zirconia de type ZYW-15( ?) ont une résistance exceptionnelle :

• aux chlorures et carbonates de métal alcalin à l'état fondu à des températures pouvant aller jusqu'à 700°C (1300°F)
• aux solutions aqueuses des hydroxydes de métaux alcalins à des températures pouvant aller jusqu'à 230°C (450°F)

Ces matériaux supportent pendant de courtes durées une exposition à un acide minéral à son point d'ébullition. Cependant, un contact prolongé avec de l'acide phosphorique provoquerait fragilisation et raidissement à cause de la formation de phosphate de zirconium. 

Les métaux fondus tels que le cuivre, l'aluminium, le fer, l'acier, etc. ne mouillent pas et engendrent donc peu de changements au niveau de la nature chimique et physique de ces produits, même après de nombreuses heures d'exposition.

Données Techniques de tissu

*1 - 2 % en poids d’oxyde d’hafnium sont naturellement présents dans la zircone et n'impactent pas les performances.

Références et formats disponibles

Le tissu ZYW-15 est uniquement vendu sous forme de feuille.

Présentation de tricot

Le tricot en zircone de type ZYK-15 possède une épaisseur nominale de 0,3 mm (0,012”) et est composé de fibres de zircone stabilisées avec 10% en poids d'oxyde d'yttrium. Ce matériau offre une résistance thermique et chimique extrême tout en étant flexible et en fournissant la conductivité thermique la plus faible de tous les matériaux en fibres réfractaires disponibles sur le marché. Le tricot ZYK-15 est idéal à des températures jusqu'à 2200°C. Sa température de fusion est de 2590°C. Il peut être utilisé comme séparateur de batterie à haute énergie ainsi que pour l'isolation thermique dans les fours de croissance de cristaux et pour la filtration de gaz chauds.

Avantages

• Faible conductivité thermique
• Grande pureté
• Température d’application jusqu’à 2200°C
• Pas de dégazage
• Résiste aux environnements corrosifs, oxydants et réducteurs
• Flexible jusqu’à 1350°C
• Porosité élevée
• Léger
• Découpe sur-mesure aisée

Applications de tricot

• Isolation thermique
• Bouclier thermique
• Séparateur de batteries et piles à combustibles
• Filtre pour gaz chauds
• Protection contre la corrosion
• Protection de fils, tubes et tuyaux
• Renfort pour les matériaux ablatifs

Résistance chimique

Les tricots Zircar Zirconia de type ZYK-15 ont une résistance exceptionnelle :

• aux chlorures et carbonates de métal alcalin à l'état fondu à des températures pouvant aller jusqu'à 700°C (1300°F)
• aux solutions aqueuses des hydroxydes de métaux alcalins à des températures pouvant aller jusqu'à 230°C (450°F)

Ces matériaux supportent pendant de courtes durées une exposition à un acide minéral à son point d'ébullition. Cependant, un contact prolongé avec de l'acide phosphorique provoquerait fragilisation et raidissement à cause de la formation de phosphate de zirconium.

Les métaux fondus tels que le cuivre, l'aluminium, le fer, l'acier, etc. ne mouillent pas et engendrent donc peu de changements au niveau de la nature chimique et physique de ces produits, même après de nombreuses heures d'exposition.

Données Techniques de tricot 

*1 - 2 % en poids d’oxyde d’hafnium sont naturellement présents dans la zircone et n'impactent pas les performances.

Références et formats disponibles

Le tricot ZYK-15 est uniquement vendu sous forme de feuille.